TWI624821B - 微型發光二極體顯示面板及其驅動方法 - Google Patents

微型發光二極體顯示面板及其驅動方法 Download PDF

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Abstract

一種微型發光二極體顯示面板，其包括多個子畫素以及控制元件。所述多個子畫素至少包括一第一子畫素。第一子畫素包括兩個微型發光二極體。兩個微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長。控制元件基於第一子畫素的灰階值控制兩個微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的微型發光二極體的輸入電流的比值隨著第一子畫素的灰階值的增加而增加。另提供一種微型發光二極體顯示面板的驅動方法。

Description

微型發光二極體顯示面板及其驅動方法
本發明是有關於一種顯示面板及其驅動方法，且特別是有關於一種微型發光二極體顯示面板及其驅動方法。
隨著光電技術的演進，固態光源(如發光二極體)已廣泛應用於各領域，例如道路照明、大型戶外看板、交通號誌燈等。近期更發展出一種微型發光二極體顯示面板，其以微型發光二極體作為顯示面板中的子像素，使得每一個子像素都可以單獨驅動發光。將這些可獨立發光的微型發光二極體所發出的光束組合成影像的顯示面板即為微型發光二極體顯示面板。
在現有的高解析度或大尺寸的微型發光二極體顯示面板中，由於每條資料線分到的電流供給時間很短，因此每條資料線所傳遞的電流密度需提高，從而容易受熱毀損。另外，當以小電流驅動微型發光二極體時，微型發光二極體的重心波長(centroid wavelength)會隨著電流的增加而變小。因此藉由改變電流大小來控制灰階時，不同灰階的影像容易產生色偏。
圖1是一種微型發光二極體的電流密度與波長的關係圖。以綠色微型發光二極體舉例說明，如圖1所示，當以小電流(例如電流密度在5A/cm2以下)驅動綠色微型發光二極體時，綠色微型發光二極體的波長會隨著電流的增加而變小，導致灰階越高(電流密度越大)綠色微型發光二極體輸出的綠光越偏藍，而無法在不同灰階下維持綠光的波長的一致性。因此，如何改善因電流密度改變所造成的色偏問題，便成為此領域研發人員亟欲解決的問題之一。
本發明提供一種微型發光二極體顯示面板及其驅動方法，其可改善因電流密度改變所造成的色偏問題。
本發明的一種微型發光二極體顯示面板，其包括多個子畫素以及控制元件。所述多個子畫素至少包括一第一子畫素。第一子畫素包括兩個微型發光二極體。兩個微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長。控制元件基於第一子畫素的灰階值控制兩個微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的微型發光二極體的輸入電流的比值隨著第一子畫素的灰階值的增加而增加。
在本發明的一實施例中，兩個微型發光二極體的發光波長差值落在1nm至10nm的範圍內。
在本發明的一實施例中，控制元件控制通入兩個微型發光二極體的電流密度分別小於3 A/cm 2。
在本發明的一實施例中，控制元件在第一子畫素的灰階值為最小值發光時開啟波長較小的微型發光二極體並關閉發光波長較大的微型發光二極體。控制元件在第一子畫素的灰階值為最大值時開啟發光波長較大的微型發光二極體並關閉發光波長較小的微型發光二極體。
在本發明的一實施例中，第一子畫素是綠色子畫素，且兩個微型發光二極體是綠色微型發光二極體。
在本發明的一實施例中，所述多個子畫素還包括第二子畫素以及第三子畫素。第一子畫素、第二子畫素以及第三子畫素為不同顏色的子畫素。
在本發明的一實施例中，第一子畫素、第二子畫素以及第三子畫素分別為綠色子畫素、紅色子畫素以及藍色子畫素。藍色子畫素所具有的微型發光二極體的數量僅為一。紅色子畫素包括兩個紅色微型發光二極體。兩個紅色微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長。控制元件基於紅色子畫素的灰階值控制兩個紅色微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的紅色微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的紅色微型發光二極體的輸入電流的比值隨著紅色子畫素的灰階值的增加而增加。
在本發明的一實施例中，第一子畫素、第二子畫素以及第三子畫素分別為綠色子畫素、紅色子畫素以及藍色子畫素。紅色子畫素包括兩個紅色微型發光二極體。兩個紅色微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長。控制元件基於紅色子畫素的灰階值控制兩個紅色微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的紅色微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的紅色微型發光二極體的輸入電流的比值隨著紅色子畫素的灰階值的增加而增加。藍色子畫素包括兩個藍色微型發光二極體。兩個藍色微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長。控制元件基於藍色子畫素的灰階值控制兩個藍色微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的藍色微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的藍色微型發光二極體的輸入電流的比值隨著藍色子畫素的灰階值的增加而增加。
本發明的一種微型發光二極體顯示面板的驅動方法包括以下步驟。首先，提供微型發光二極體顯示面板，其具有多個子畫素與至少一電性連接多個子畫素的控制元件，其中多個子畫素至少包括第一子畫素。第一子畫素包括兩個微型發光二極體。兩個微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長。其次，根據第一子畫素的灰階值，控制元件分別控制兩個微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的微型發光二極體的輸入電流的比值隨著第一子畫素的灰階值的增加而增加。
在本發明的一實施例中，發光波長較大的微型發光二極體的輸入電流為I2，發光波長較小的微型發光二極體的輸入電流為I1，I1與I2的比值符合I1/I2=(W2-W)/(W-W1)，其中W是第一子畫素的一目標波長，W1是混合出目標波長時發光波長較小的微型發光二極體的重心波長，且W2是混合出目標波長時發光波長較大的微型發光二極體的重心波長。
在本發明的一實施例中，控制元件控制通入兩個微型發光二極體的電流密度分別小於3 A/cm 2。
基於上述，在本發明的微型發光二極體顯示面板及其驅動方法中，第一子畫素具有兩個發光波長不同的微型發光二極體，且兩個微型發光二極體的輸入電流的比值基於灰階值改變，以在不同灰階下維持重心波長與光強度的一致性。因此，微型發光二極體顯示面板及其驅動方法可改善因電流密度改變所造成的色偏問題。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖2是依照本發明的第一實施例的一種微型發光二極體顯示面板的局部上視示意圖。請參照圖2，本發明的第一實施例的微型發光二極體顯示面板100包括多個子畫素110以及控制元件120。
所述多個子畫素110至少包括一第一子畫素112。第一子畫素112包括微型發光二極體112A及微型發光二極體112B。微型發光二極體112A及微型發光二極體112B可具有相同的尺寸，以利於接合製程以及線路設計，但不以此為限。
微型發光二極體112A及微型發光二極體112B彼此電性獨立且具不同發光波長。此處發光波長指的是微型發光二極體的頻譜中光強度最大值所對應的波長。圖3是圖2的第一子畫素中兩個微型發光二極體的波長與光強度的示意圖。請參照圖2及圖3，微型發光二極體112B的頻譜與微型發光二極體112A的頻譜部分重疊，且微型發光二極體112B的發光波長W112B大於微型發光二極體112A的發光波長W112A。在一實施例中，微型發光二極體112A的發光波長W112A及微型發光二極體112B的發光波長W112B的差值落在1 nm至10 nm的範圍內，且較佳落在3 nm至5 nm的範圍內。
控制元件120電性連接於第一子畫素112中的微型發光二極體112A及微型發光二極體112B，以基於第一子畫素112的灰階值控制微型發光二極體112A及微型發光二極體112B的輸入電流。在本第一實施例中，控制元件120設置於所述多個子畫素110的一側，藉由導線（未繪示）個別連接控制每一子畫素110的輸入電流。於其他實施方式中，多個控制元件120也可以分別對應設置於個別的子畫素110中。
在第一子畫素112，發光波長較大的微型發光二極體112B的輸入電流與發光波長較小的微型發光二極體112A的輸入電流的比值隨著第一子畫素112的灰階值的增加而增加。
具體地，微型發光二極體顯示面板100的子畫素驅動方式滿足式1： I1*（△W2/△W）+I2*（△W1/△W）=I ……………………..式1 其中△W2=W2-W，△W1=W-W1，且△W=W2-W1。 上述關係式中各符號的代表意思如下所示： W：目標主波長(dominate wavelength, 𝝀 d)； W1及W2：混合出目標主波長時微型發光二極體112A及微型發光二極體112B的主波長(dominate wavelength, 𝝀 d)； I1及I2：混合出目標主波長時微型發光二極體112A及微型發光二極體112B的輸入電流；以及 I：第一子畫素112在目標灰階時所需的電流，其中I1+I2等於或趨近於I。此外，I1與I2的比值符合：I1/I2=(W2-W)/(W-W1)。
根據圖1，對微型發光二極體所輸入的電流密度越大，波長會往小波長偏移。也就是說，欲顯現的灰階值越高，波長降越低。因此，在本實施例的第一子畫素112中，發光波長較小的微型發光二極體112A的電流密度隨著灰階值的增加而減少，且發光波長較大的微型發光二極體112B的電流密度隨著灰階值的增加而增加。在低灰階時，自第一子畫素112輸出的光束的重心波長主要由發光波長較小的微型發光二極體112A主宰。隨著灰階值的增加，可藉由增加發光波長較大的微型發光二極體112B的電流密度來提高自第一子畫素112輸出的光束的重心波長。在高灰階時，自第一子畫素112輸出的光束的重心波長主要由發光波長較大的微型發光二極體112B主宰，且可藉由發光波長較小的微型發光二極體112A來調變自第一子畫素112輸出的光束的重心波長。在一實例中，控制元件120可在第一子畫素112的灰階值為最小值（最暗）時開啟發光波長較小的微型發光二極體112A並關閉發光波長較大的微型發光二極體112B。另外，控制元件120可在第一子畫素112的灰階值為最大值（最亮）時開啟發光波長較大的微型發光二極體112B並關閉發光波長較小的微型發光二極體112A。
在第一子畫素112中，依據灰階值改變具有不同發光波長的微型發光二極體的輸入電流比值能夠控制重心波長的大小，且可降低每一個微型發光二極體所需的電流密度。由於電流密度的改變量越小，重心波長的偏移量越小（如圖1所示），因此以多個微型發光二極體取代單一個微型發光二極體有助於降低每一個微型發光二極體的色偏量。如此，可在不同灰階下維持重心波長與光強度的一致性。在一實施例中，控制元件120控制通入微型發光二極體112A及微型發光二極體112B的電流密度分別小於3 A/cm 2，可明顯改善色偏問題。
在微型發光二極體顯示面板100中，所述多個子畫素110還可包括第二子畫素114以及第三子畫素116。第一子畫素112、第二子畫素114以及第三子畫素116為不同顏色的子畫素（如紅色子畫素、綠色子畫素以及藍色子畫素），如此，微型發光二極體顯示面板100可進行全彩顯示。
第一子畫素112、第二子畫素114以及第三子畫素116共同構成一顯示單元U。微型發光二極體顯示面板100可包括陣列排列的多個顯示單元U，以進行面的顯示（圖2僅示意性繪示出四個顯示單元U）。另外，圖2雖繪示四個顯示單元U與一個控制元件120電性連接，即四個顯示單元U共用一個控制元件120，但不以此為限。在另一實施例中，一個顯示單元U可連接一個控制元件120。
控制元件120用以控制一個以上的顯示單元U的發光狀態（發光、不發光或發光強度）。舉例而言，控制元件120可以是電路晶片，且控制元件120與顯示單元U中的微型發光二極體可共同接合在一基板130上。基板130可以是印刷電路板（Printed Circuit Board, PCB）、軟性印刷電路板（Flexible Printed Circuit Board, FPCB）、具有線路的玻璃載板或具有線路的陶瓷基板。
在本實施例中，第二子畫素114所具有的微型發光二極體（如微型發光二極體114A）的數量僅為一，且第三子畫素116所具有的微型發光二極體（如微型發光二極體116A）的數量僅為一。控制元件120還電性連接於第二子畫素114中的微型發光二極體114A及第三子畫素116中的微型發光二極體116A，以控制微型發光二極體114A及微型發光二極體116A的發光狀態。
舉例而言，第一子畫素112、第二子畫素114以及第三子畫素116可分別為綠色子畫素、紅色子畫素以及藍色子畫素，也就是說，微型發光二極體112A以及微型發光二極體112B是綠色微型發光二極體，微型發光二極體114A是紅色微型發光二極體，且微型發光二極體116A是藍色微型發光二極體。由於在紅光、綠光以及藍光中，人眼對綠光最敏感（在相同亮度下看起來較亮），因此綠色微型發光二極體的色偏問題（藍移現象）較為顯著。本實施例藉由在綠色子畫素中設置兩個不同發光波長的綠色微型發光二極體，且兩個綠色微型發光二極體的輸入電流的比值基於灰階值改變，以在不同灰階下維持綠光的重心波長與光強度的一致性，從而微型發光二極體顯示面板100可具有良好的顯示品質。在另一實施例中，第一子畫素112、第二子畫素114以及第三子畫素116可分別為藍色子畫素、綠色子畫素以及紅色子畫素，或者分別為紅色子畫素、綠色子畫素以及藍色子畫素。
雖然第一實施例揭露上述改善色偏的方法（在一個子畫素中設置兩個不同發光波長的微型發光二極體，且兩個微型發光二極體的輸入電流的比值基於灰階值改變）僅應用於其中一種顏色的子畫素（第一子畫素112），但不以此為限。在另一實施例中，上述改善色偏的方法也可應用於第二子畫素114以及第三子畫素116的其中至少一者。
圖4及圖5分別是依照本發明的第二實施例及第三實施例的微型發光二極體顯示面板的局部上視示意圖，其中圖4及圖5分別省略繪示出基板且僅示意性繪示出一個顯示單元U。請參照圖4，圖4的微型發光二極體顯示面板200相似於圖2的微型發光二極體顯示面板100，其中相同的元件以相同的標號表示，於下便不再重述。兩者的主要差異在於微型發光二極體顯示面板200進一步將上述改善色偏的方法應用於第二子畫素114。
具體地，在微型發光二極體顯示面板200中，第二子畫素114（例如紅色子畫素）包括微型發光二極體114A以及微型發光二極體114B。微型發光二極體114A及微型發光二極體114B可具有相同的尺寸，以利於接合製程以及線路設計，但不以此為限。
在本實施例中，微型發光二極體114A以及微型發光二極體114B是紅色微型發光二極體。兩個紅色微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長。控制元件120電性連接於微型發光二極體114A以及微型發光二極體114B，以基於第二子畫素114（紅色子畫素）的灰階值控制兩個紅色微型發光二極體（微型發光二極體114A以及微型發光二極體114B）的輸入電流，其中發光波長較大的紅色微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的紅色微型發光二極體的輸入電流的比值隨著紅色子畫素的灰階值的增加而增加。
請參照圖5，圖5的微型發光二極體顯示面板300相似於圖4的微型發光二極體顯示面板200，其中相同的元件以相同的標號表示，於下便不再重述。兩者的主要差異在於微型發光二極體顯示面板300進一步將上述改善色偏的方法應用於第三子畫素116。
具體地，在微型發光二極體顯示面板300中，第三子畫素116（例如藍色子畫素）包括微型發光二極體116A以及微型發光二極體116B。微型發光二極體116A及微型發光二極體116B可具有相同的尺寸，以利於接合製程以及線路設計，但不以此為限。
在本實施例中，微型發光二極體116A以及微型發光二極體116B是藍色微型發光二極體。兩個藍色微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長。控制元件120電性連接於微型發光二極體116A以及微型發光二極體116B，以基於第三子畫素116（藍色子畫素）的灰階值控制兩個藍色微型發光二極體（微型發光二極體116A以及微型發光二極體116B）的輸入電流，其中發光波長較大的藍色微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的藍色微型發光二極體的輸入電流的比值隨著藍色子畫素的灰階值的增加而增加。
綜上所述，在本發明的微型發光二極體顯示面板中，第一子畫素具有兩個發光波長不同的微型發光二極體，且兩個微型發光二極體的輸入電流的比值基於灰階值改變，以在不同灰階下維持重心波長與光強度的一致性。因此，微型發光二極體顯示面板可改善因電流密度改變所造成的色偏問題。在一實施例中，上述改善色偏的方法也可應用於第二子畫素以及第三子畫素的其中至少一者。另外，在各顯示單元中，不同顏色的子畫素的排列方式、每個子畫素中微型發光二極體的尺寸、排列方式及數量可依需求改變，而不限於圖2、4、5所繪示者。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300‧‧‧微型發光二極體顯示面板
110‧‧‧子畫素
112‧‧‧第一子畫素
112A、112B‧‧‧微型發光二極體
114‧‧‧第二子畫素
114A、114B‧‧‧微型發光二極體
116‧‧‧第三子畫素
116A、116B‧‧‧微型發光二極體
120‧‧‧控制元件
130‧‧‧基板
U‧‧‧顯示單元
W‧‧‧目標波長
W112A、W112B‧‧‧發光波長
圖1是一種微型發光二極體的電流密度與波長的關係圖。 圖2是依照本發明的第一實施例的一種微型發光二極體顯示面板的局部上視示意圖。 圖3是圖2的第一子畫素中兩個微型發光二極體的波長與光強度的示意圖。 圖4及圖5分別是依照本發明的第二實施例及第三實施例的微型發光二極體顯示面板的局部上視示意圖。

Claims (11)

  1. 一種微型發光二極體顯示面板，包括： 多個子畫素，該些子畫素至少包括一第一子畫素，該第一子畫素包括兩個微型發光二極體，該兩個微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長；以及 一控制元件，基於該第一子畫素的灰階值控制該兩個微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的該微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的該微型發光二極體的輸入電流的比值隨著該第一子畫素的灰階值的增加而增加。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光二極體顯示面板，其中該兩個微型發光二極體的發光波長差值落在1 nm至10 nm的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光二極體顯示面板，其中該控制元件控制通入該兩個微型發光二極體的電流密度分別小於3 A/cm 2。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光二極體顯示面板，其中該控制元件在該第一子畫素的灰階值為最小值時開啟發光波長較小的該微型發光二極體並關閉發光波長較大的該微型發光二極體，且該控制元件在該第一子畫素的灰階值為最大值時開啟發光波長較大的該微型發光二極體並關閉發光波長較小的該微型發光二極體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光二極體顯示面板，其中該第一子畫素是綠色子畫素，且該兩個微型發光二極體是綠色微型發光二極體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光二極體顯示面板，其中該些子畫素還包括一第二子畫素以及一第三子畫素，且該第一子畫素、該第二子畫素以及該第三子畫素為不同顏色的子畫素。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的微型發光二極體顯示面板，其中該第一子畫素、該第二子畫素以及該第三子畫素分別為綠色子畫素、紅色子畫素以及藍色子畫素，該藍色子畫素所具有的微型發光二極體的數量僅為一，該紅色子畫素包括兩個紅色微型發光二極體，該兩個紅色微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長，該控制元件基於該紅色子畫素的灰階值控制該兩個紅色微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的該紅色微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的該紅色微型發光二極體的輸入電流的比值隨著該紅色子畫素的灰階值的增加而增加。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的微型發光二極體顯示面板，其中該第一子畫素、該第二子畫素以及該第三子畫素分別為綠色子畫素、紅色子畫素以及藍色子畫素，該紅色子畫素包括兩個紅色微型發光二極體，該兩個紅色微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長，該控制元件基於該紅色子畫素的灰階值控制該兩個紅色微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的該紅色微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的該紅色微型發光二極體的輸入電流的比值隨著該紅色子畫素的灰階值的增加而增加，該藍色子畫素包括兩個藍色微型發光二極體，該兩個藍色微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長，該控制元件基於該藍色子畫素的灰階值控制該兩個藍色微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的該藍色微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的該藍色微型發光二極體的輸入電流的比值隨著該藍色子畫素的灰階值的增加而增加。
  9. 一種微型發光二極體顯示面板的驅動方法，包括： 提供一微型發光二極體顯示面板，具有多個子畫素與至少一電性連接該些子畫素的控制元件，其中該些子畫素至少包括一第一子畫素，該第一子畫素包括兩個微型發光二極體，該兩個微型發光二極體彼此電性獨立且具不同發光波長；以及 根據該第一子畫素的灰階值，該控制元件分別控制該兩個微型發光二極體的輸入電流，其中發光波長較大的該微型發光二極體的輸入電流與發光波長較小的該微型發光二極體的輸入電流的比值隨著該第一子畫素的灰階值的增加而增加。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的微型發光二極體顯示面板的驅動方法，其中發光波長較大的該微型發光二極體的輸入電流為I2，發光波長較小的該微型發光二極體的輸入電流為I1，I1與I2的比值符合： I1/I2=(W2-W)/(W-W1)； 其中，W是該第一子畫素的一目標波長，W1是混合出該目標波長時發光波長較小的該微型發光二極體的重心波長，且W2是混合出該目標波長時發光波長較大的該微型發光二極體的重心波長。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的微型發光二極體顯示面板的驅動方法，其中該控制元件控制通入該兩個微型發光二極體的電流密度分別小於3 A/cm 2。
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